（新课标）2020高考物理一轮复习课时作业13牛顿第二定律的应用专题（一）（含解析）新人教版.docx

牛顿第二定律的应用专题一、选择题1(2017海南)汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80，测得刹车线长25 m汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(重力加速度g取10 m/s2)()A10 m/sB20 m/sC30 m/s D40 m/s答案B解析刹车后汽车的合外力为摩擦力fmg，加速度ag8 m/s2；又有刹车线长25 m，故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小v m/s20 m/s；故A、C、D三项错误，B项正确；故选B项2.(2018天津联考)某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是()A人在C点具有最大速度B人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动C人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态D人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重答案D解析由图可知，C点是最低点，人在C点的速度为零，故A项错误；C到B的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力减小，所以加速度减小，不是匀加速运动故B项错误；人和踏板由C到B的过程中，弹力大于重力，加速度向上，人处于超重状态，从B到A的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，故C项错误，D项正确3(2018浙江模拟)一个质量为20 kg的物体静止在倾角为30的固定坡面上(足够长)，现对其施加一个沿斜面向上、大小为300 N的推力后，物体以4 m/s2的加速度沿斜面向上运动，正确的是()A物体处于失重状态B物体受到滑动摩擦力，大小为280 NC若撤去推力，由于惯性，物体还要沿斜面加速一段时间，再减速D若撤去推力，物体的加速度大小为11 m/s2答案D解析A项，物体加速度沿斜面向上，有竖直向上的分加速度，处于超重状态，故A项错误；B项，由牛顿第二定律得Fmgsin30fma，解得f120 N，故B项错误；C、D两项，若撤去推力，根据牛顿第二定律的瞬时性，由mgsin30fma得a11 m/s2，所以由于惯性，物体还要沿斜面向上运动，但做的是减速运动，故C项错误，D项正确4(2018乐山模拟)图甲是某人站在力传感器上做下蹲，起跳动作的示意图，中间的p表示人的重心，图乙是根据传感器采集到的数据面出的力时间图线两图中ag各点均对应，其中有几个点在图甲中没有面出，取重力加速度g10 m/s2，根据图像分析可知()A人的重力为1 500 NBe点位置人处于失重状态Cc点位置人处于超重状态Dd点的加速度小于f点的加速度答案C解析A项，开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力是500 N，根据二力平衡可知，人的重力也是500 N故A项错误；B项，e点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态故B项错误；C项，c点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态故C项正确；D项，人在d点时人受到的支持力较大，则由牛顿第二定律可知d点的加速度大于f点的加速度故D项错误5(2018广西二模)某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后向上运动，在5 s末到达离地面150 m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0，上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍，那么k和v0分别等于(重力加速度g取10 m/s2)()A0.2，60 m/s B1.2，60 m/sC0.2，50 m/s D1.2，50 m/s答案A解析礼花弹向上运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，根据hat2，解得：a12 m/s2，所以有：v0at60 m/s；上升过程礼花弹所受的平均阻力fkmg，根据牛顿第二定律得：mgfma，解得k0.2，故A项正确，B、C、D三项错误6压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置该同学在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()A0t1时间内，升降机一定静止B0t1时间内，升降机可能在做匀速直线运动Ct1t2时间内，升降机可能在匀加速上升Dt1t2时间内，升降机可能在匀减速下降答案B解析A、B两项，0t1内，电路中电流不变，说明此时压敏电阻的阻值不变，物体对压敏电阻的压力等于电梯静止时的压力，则物体处于平衡状态，物体可能静止，有可能做匀速直线运动故A项错误，B项正确；C项，t1t2内，电路中电流逐渐增大，说明电路中的电阻值逐渐减小，则压敏电阻所受压力逐渐增大，所以物体处于超重状态，加速度逐渐增大，可知t1t2时间内，升降机可能做加速度增大的加速上升，或加速度增大的减速下降故C项错误，D项错误7(多选)如图所示，质量分别为m、2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连，A、B与水平面间的动摩擦因数均为，在水平推力F作用下，A、B一起向右做加速度大小为a的匀加速直线运动当突然撤去推力F的瞬间，A、B两物块的加速度大小分别为()AaA2a3g BaA2(ag)CaBa DaBag答案AC解析撤去F前，根据牛顿第二定律，对A、B、弹簧整体有F3mg3ma，对B有F12mg2ma，得F12(ag)m.撤去F的瞬间弹簧弹力不变，大小仍为F1，两物块受到的滑动摩擦力不变，所以，物块B受力不变，aBa，对物块A，由牛顿第二定律得F1mgmaA，有aA2a3g.综上分析，A、C两项正确8.(2018山东模拟)在奥运会的精彩开幕式中，表演者手持各国国旗从体育场的圆周顶棚飞天而降，动感壮观他们静止站在圆周顶棚的不同点A、B、C、D、E、F沿光滑钢索滑到场地的P区表演，如图所示，设顶棚的圆周平面与地面平行，下列关于各处表演者滑到P区所用时间的说法中正确的是()AA处表演者滑到P区所用的时间小于C处BF处表演者滑到P区所用的时间大于E处C所有表演者滑到P区所用的时间相等D所有表演者滑到P所用的时间一定不相等答案A解析每个表演者所经过的路径可以看成一个斜面，斜面的高度都相同，只是倾角不同，类似的模型如图所示：设其中某一光滑斜面的倾角为，高为h，根据牛顿第二定律可得加速度agsin，斜面长L根据运动学公式可得：Lat2解得t，可见，倾角越大，时间越短，越小，经过的时间越长9.如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球恰好与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当升降机沿竖直方向运动时，压力传感器的示数逐渐增大，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中可能正确的是()A升降机正在匀加速上升B升降机正在匀减速上升C升降机正在加速下降，且加速度越来越大D升降机正在减速下降，且加速度越来越大答案C解析对篮球进行受力分析如图：由于压力传感器的示数增大，则侧壁对篮球的压力N一定增大，F水平向左的分力增大F一定增大，F竖直向下的分力增大；篮球的位置不变则弹簧的弹力不变；所以篮球受到的竖直向下的合力增大，可知篮球的加速度的方向向下，可能向下做加速运动，也可以向上做减速运动由于压力传感器的示数逐渐增大，可知加速度的大小逐渐增大又由于升降机的加速度与篮球的加速度是相同的，由以上的分析可知，升降机可能正在加速下降，且加速度越来越大，或升降机正在减速上升，且加速度越来越大可知只有C项正确10.如图所示，两根长度分别为L1和L2的光滑杆AB和BC在B点垂直焊接，当按图示方式固定在竖直平面内时，将一滑环从B点由静止释放，分别沿BA和BC滑到杆的底端经历的时间相同，则这段时间为()A. B.C. D.答案C解析设BA和BC倾角分别为和，根据牛顿第二定律得：滑环沿BA下滑的加速度为a1gsin沿BC下滑的加速度为a2gsin设下滑时间为t，由题有：L1a1t2L2a2t2由几何知识有：sincos联立以上各式解得t，故C项正确11.(2018广东模拟)如图，一倾角为37的足够长的斜面固定在水平地面上当t0时，滑块以初速度v010 m/s沿斜面向上运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8，下列说法正确的是()A滑块上滑的距离小于5 mBt1 s时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上Ct2 s时，滑块恰好又回到出发点Dt3 s时，滑块的速度大小为4 m/s答案D解析A项，以沿斜面向下为正方向，上滑过程，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma1代入数据解得：a110 m/s2滑块向上的最大位移：x m5 m故A项错误；B项，由于：mgsinmgcos，可知，滑块不可能静止在斜面上故B项错误；C项，下滑过程，由牛顿第二定律得：mgsinmgcosma2代入数据解得：a22 m/s2滑块向上运动到最高点的时间：t11 s向下的运动：xa2t22所以：t2 s滑块恰好又回到出发点的总时间：tt1t2(1) s故C项错误；D项，选取向下为正方向，t3 s时，滑块的速度为：v3v0a1t1a2t210 m/s101 m/s22 m/s4 m/s.故D项正确12.(2018芜湖模拟)A、B两物块之间用轻弹簧相连接，静止于水平地面上，如图所示已知物块A、B的质量分别为mA和mB，弹簧的劲度系数k，若在物块A上作用一个竖直向上的力，使A由静止开始以加速度a做匀加速运动，直到B物块离开地面此过程中，物块A做匀加速直线运动的时间为()At BtCt Dt答案A解析当B离开地面时，弹簧的弹力F2mBgkx2，解得弹簧的伸长量x2，初始状态，根据mAgkx1得，开始弹簧的压缩量x1，则A运动的位移xx1x2.根据xat2得，t，故A项正确，B、C、D三项错误二、非选择题13(2018湖北二模)如图(俯视图)所示在水平地面上有一个物体，质量m1 kg，在两个水平方向的拉力F1和F2的共同作用下沿直线MN向右加速运动，物体经过P点时的速度v6 m/s.已知拉力F1的大小为3 N，F1的方向与MN的夹角145，拉力F2的大小为5 N物体与地面的动摩擦因数0.05，重力加速度g10 m/s2.求：(1)F2的方向；(2)物体经过P点后继续沿直线MN向右运动过程中在6 s内的位移大小答案(1)见解析(2)153 m解析(1)如图，令F2与MN的夹角为物体沿MN方向加速运动，则知，垂直MN方向物体所受合力为零即：F1sin1F2sin代入F13 N，F25 N，145可得：sin所以37，即F2与MN成37角；(2)由题意知，物体所受合力为：F合F1cos1F2cosmg3 N5 N0.05110 N6.5 N根据牛顿第二定律可得，物体沿MN运动的加速度为：a6.5 m/s2根据匀变速直线运动的位移时间关系可得物体经过P点后6 s内的位移为：xv0tat266 m6.562 m153 m.14“辽宁号”航空母舰上的起飞跑道如图所示，由长度为l11.6102 m的水平跑道和长度为l220 m的倾斜跑道两部分组成，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h4.0 m一架质量为m2.0104 kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F1.2105 N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的.假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，取g10 m/s2.(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s，外界还需要在整个水平跑道阶段对飞机施加助推力，求助推力F推的大小答案(1)8.0 s41.5 m/s(2)5.2105 N解析(1)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力的作用，设加速度大小为a1，末速度大小为v1，运动时间为t1，有Ffma1v122a1l1v1a1t1f0.1 mg，代入已知数据，可得a15.0 m/s2，v140 m/s，t18.0 s飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、